Блок питания для светодиодной ленты своими руками. Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только Виды стабилизационных устройств для световой полосы
Лампы накаливания постепенно уходят в прошлое, как и люминесцентные светильники. Сегодня никого не удивить мягкой подсветкой с функцией регулировки или основным освещением на световых диодах, что неудивительно. Такие приборы более долговечны и менее энергозатратны. В этой статье поговорим о том, что такое светодиодная лента 12 Вольт, какие виды существуют. Стоит рассмотреть характеристики и способы расчётов длины. Однако самое главное - понять, каковы области её применения и особенности подключения к сети..
Читайте в статье:
Светодиоды на ленте: преимущества и недостатки
Рассматривая светодиодные LED-ленты на 12В, можно отметить, что недостаток здесь всего один – довольно высокая стоимость, по сравнению с другими источниками освещения. Что же касается достоинств, то их достаточно много. Рассмотрим их подробнее:
- простота монтажа – наличие клеящегося слоя на обратной стороне и гибкость изделия позволяют монтаж в самых сложных местах;
- расход электроэнергии при эксплуатации значительно ниже, чем у КЛЛ или ламп накаливания;
- долговечность в работе. Если монтаж произведён правильно, а условия эксплуатации не нарушаются, такие диоды перегорают очень редко;
- ещё один плюс к монтажу – ленту легко разрезать на части по специальным меткам, что упрощает процесс;
- возможность выбрать любой цвет или вовсе приобрести разноцветную ленту с контроллером, управляемую с ПДУ;
- возможность диммирования, позволяющая менять интенсивность освещения в зависимости от пожелания.
Области применения светодиодных лент 12В
Диодные ленты 12 Вольт сегодня получили достаточно широкое распространение в различных областях. Благодаря безопасности низкого напряжения они с успехом применяются в освещении помещений с повышенной влажностью (ванная комната или кухня). Также широко применяются в качестве основного освещения или подсветки потолков в гостиных, спальнях и прихожих. Не обошло вниманием такие световые приборы и современное автомобилестроение, где ленты используются в виде дневных ходовых огней.
Полезная информация! Область применения световой ленты на SMD-элементах может быть ограничена лишь фантазией мастера. К примеру, при использовании светодиодной ленты на батарейках можно выполнить подсветку выдвижных шкафчиков, не подводя к ним электропроводку, что очень удобно.
Типы светодиодных лент и особенности их маркировки
Подобные световые приборы различаются по множеству параметров, которые можно узнать из маркировки. Обычно она имеет подобный вид − LED-CW-SMD-5050/60 IP68. Рассмотрим, какая информация зашифрована в маркировке, начиная с первого обозначения:
- Источник света, в нашем случае – LED-светодиоды.
- Цвет свечения. Может иметь обозначения CW (белый), RGB (многоцветный), R (красный), G (зелёный), B (синий). Стоит отметить, что сегодня в продаже появились жёлтые светодиодные ленты, имеющие маркировку LS.
- Тип вывода контактов чипа на печатную плату. SMD означает «монтируемый на поверхности». Именно такие чипы устанавливаются на светодиодные ленты.
- Размер чипа. В нашем случае − 5×5 мм.
- Количество чипов, располагаемых на 1 м полосы.
- Класс защиты устройства от агрессивной внешней среды.
Каждый из типов световых полос имеет свои характеристики, отличающиеся по интенсивности свечения, области применения и вариантам монтажа.
Характеристики светодиодных лент
Различают три основных вида характеристик световых полос:
- по типу устройства чипа;
- по цвету свечения и количеству единиц на метр;
- по степени защищённости к внешним воздействиям.
Рассмотрим подробно каждый из этих пунктов.
Светодиодная лента 12 Вольт: тип устройства чипа
Разделяют 2 типа устанавливаемых световых диодов – DIP и SMD. По сути, световые полосы на DIP-элементах (цепочка из элементов в виде цилиндров с контактами-ножками) в наше время уже практически не применяются. Более удобны для монтажа SMD-ленты. Они занимают меньше места, более долговечны.
Виды светодиодных лент по цвету свечения и количеству чипов на метр
Цвет свечения светодиодной полосы каждый мастер выбирает в зависимости от своих предпочтений.. Однако в последнее время наиболее популярными в качестве декоративной подсветки становятся RGB-полосы, дающие возможность изменять оттенок в зависимости от пожелания. Для основного освещения используются чипы с маркировкой CW (белый цвет).
Мнение эксперта
Спросить у специалиста“Количество элементов на метр полосы имеет значение для интенсивности свечения. Чем это количество больше, тем ярче будет освещение и выше потребляемая мощность”.
Степень защищённости от внешних факторов
Степень защищённости IP играет важную роль и влияет не только на то, в каком помещении будет монтироваться световой прибор, но и на его стоимость. Попробуем расшифровать цифры этого параметра. Для этого обратимся к таблице ниже (цифры в первой колонке обозначают расположение показателя в маркировке светодиодной ленты).
Как рассчитать мощность светодиодной ленты на метр
Расчёт светодиодной ленты по мощности производится исходя из маркировки чипа, а,следовательно исходя из мощности одного светодиода, умноженной на количество элементов на метр полосы. Рассмотрим мощность лент с различными чипами в табличном варианте.
Тип светодиода SMD | Количество чипов в 1 метре, шт. | Потребляемая мощность на 1 метр, Вт |
3528 | 60 | 4,8 |
3528 | 120 | 9,6 |
3528 | 240 | 19,2 |
5050 | 30 | 7,2 |
5050 | 60 | 15 |
5050 | 120 | 25 |
Если говорить о светодиодной ленте 5730, то её характеристики практически не отличаются от 5630, а мощность чипов находится между 3528 и 5050 – 0,5Вт на один чип. Рассчитать общую мощность на 1 метр несложно, умножив показатель одного светодиода на их количество в метре.
Светодиодные ленты 12 Вольт для авто: особенности применения
Умельцы давно облюбовали такой вид тюнинга автомобиля. Прекрасно смотрится RGB-подсветка вдоль порогов автомашины, придавая ей в тёмное время суток фантастический вид. Используют светодиоды и для дополнительной подсветки приборной панели.
Важно! Отечественные автомобили старых образцов не оборудуются дневными ходовыми огнями, а значит, и в этом случае светодиодная лента вполне подойдёт. Однако следует помнить, что для ДХО применимы только белые или жёлтые светодиоды.
Единственной проблемой использования световых лент на авто становится нестабильность напряжения бортовой сети. Хотя и считается, что она всегда составляет 12В, на самом деле может доходить и до 14В. Для светодиодов, требующих стабильного питания, это губительно. Специалисты в таких случаях советуют установить стабилизатор напряжения, который можно приобрести в специализированных магазинах автозапчастей и оборудования или на интернет-ресурсах. Конечно, можно смонтировать питание полосы через сопротивление, но такой способ требует сложных расчётов. К тому же сопротивление в процессе эксплуатации чувствительно греется.
Статья по теме:
Зачем нужны, принцип работы, критерии выбора, обзор моделей, как подключить LED-элементы к преобразователю, как сделать своими руками – читайте в публикации.
Рекомендации редакции сайт по выбору светодиодной ленты
При выборе таких световых приборов первое, на что следует обратить внимание, – это режимы использования. Если полоса необходима для основного освещения, то лучше выбрать белый или жёлтый цвет. Для разграничения световых зон помещения при помощи вспомогательной подсветки используются ленты синего, жёлтого, зелёного или красного оттенка. Если же есть желание сделать меняющуюся подсветку, выбирают RGB-ленту с контроллером и пультом дистанционного управления. Для такой светодиодной ленты 12 Вольт диммер отдельно приобретать уже не нужно. При помощи ПДУ не только изменяются оттенки, но и регулируется интенсивность свечения. Следующее – помещение, в котором будет использоваться полоса.
Мнение эксперта
Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО "АСП Северо-Запад"
Спросить у специалиста“По классу защищённости IP выбирают не только полосу, но и адаптер для светодиодной ленты 12 Вольт. Для ванной комнаты не стоит приобретать оборудование с классом IP ниже 65”.
Особое внимание при выборе следует обратить на фирму-производителя и качество сборки изделия. Китайские «аналоги» крайне недолговечны, чипы быстро выходят из строя и деградируют, что приводит к снижению силы светового потока. К тому же они редко соответствуют заявленным характеристикам. Приобретая световую полосу, нужно проверить всю техническую документацию и сертификат соответствия на товар. Качественные SMD-элементы (по силе светового потока) должны обладать следующими параметрами:
- 3528 – 5 Лм (Люмен);
- 5050 – 15 Лм;
- 5630 – 18 Лм.
Как подключить светодиодную ленту 12 Вольт
К сожалению, даже в такой, казалось бы, элементарной работе, как подключение светодиодной ленты через блок питания, начинающие домашние мастера часто допускают ошибки. Это приводит к быстрому выходу осветительного прибора из строя. Разберёмся с основными ошибками при монтаже.
Длина отрезка, подключаемого к блоку питания
В продаже такие световые полосы продаются в катушках по 5 м. Но как быть, если требуется монтаж 10 или 15 м? Вот здесь многие и делают первую ошибку, просто соединив начало одного отрезка с другим (последовательно), чего делать категорически нельзя. Токоведущие дорожки светодиодной ленты рассчитаны на определённую нагрузку. Соединив 2 полосы, получим нагрузку на начало светодиодной ленты в 2 раза выше допустимой. В результате − обгорание и выход из строя.
В случае необходимости подобного монтажа следует поступить так. Берём дополнительный провод сечением 1,5 мм 2 и подключаем один его конец к выводу питания из блока (перед первой лентой), а второй к питанию второй полосы. Это и называется параллельное подключение, являющееся правильным.
Подключение световой полосы к бытовой сети 220В
Подобное подключение производится через блок питания с трансформатором 220/12В и выпрямителем. Такое устройство называют адаптером. Для RGB-лент используется специальный контроллер, в схему которого, помимо трансформатора, включается микросхема. Именно она позволяет владельцу управлять изменением цветов вручную или запрограммировать режимы.
Важно! К бытовой сети LED-лента монтируется только через адаптер, который должен соответствовать по техническим параметрам требуемым показателям мощности. Без адаптера подключение светодиодной ленты допускается только к батарее с постоянным и стабильным напряжением.
Стоимость светодиодных лент на российском рынке
Приобрести качественную LED-ленту сегодня довольно сложно – рынок заполонили подделки, которые по виду практически не отличаются от фирменных изделий, но при этом имеют более низкую стоимость.. В таблице ниже приведена средняя стоимость на качественные светодиодные ленты, по состоянию на май 2018 года, с некоторыми техническими характеристиками.
Производитель | Тип чипа | Цвет | Степень защиты | Стоимость, руб./м |
5050 | Холодный белый | IP20 | 450 | |
2835 | Синий | IP20 | 700 | |
5050 | Холодный белый | IP65 | 500 | |
2835 | Белый | IP20 | 850 | |
3528 | Тёплый белый | IP33 | 400 |
Существуют и более дорогие изделия. В частности, это касается RGB-лент, однако, и здесь многое зависит от известности бренда.
Подведём итог
Не вызывает сомнения, что изобретение светодиодной ленты открыло новые горизонты в оформлении интерьеров квартир и частных домов. При правильном выборе LED-полоса неприхотлива в использовании и проста в монтаже. Она долговечна (при соблюдении некоторых правил подключения) и экономична в процессе эксплуатации. А значит, начинающим мастерам, ищущим варианты освещения своего жилья, стоит обратить на неё внимание.
», то, наверное, обратили внимание на то, что в парной организована еще и подсветка светодиодной лентой. Как и в случае со светильником для бани, мы решили сделать светодиодную ленту своими руками.
Подсветка светодиодной лампой нам понадобилась за спинкой в парной, так как прилегающая к ней стена оказалась недостаточно освещенной. Многие спросят, почему нельзя было использовать стандартную светодиодную ленту. Не каждая светодиодная лента подойдёт для таких целей: из-за перепада температуры уменьшается срок службы силиконового покрытия на светодиодной ленте, часто горят светодиоды на лентах, и получаются тёмные просветы. Конечно же, есть в продаже светодиодные ленты, специально предназначенные для работы в таких сложных условиях, но их цена довольно высока. Изготовив светодиодную ленту своими руками, вы сможете сэкономить, а в случае ее поломки, без проблем починить.
Материалы для изготовления светодиодной ленты
- светодиоды с рабочим напряжением 3 Вольта и углом освещённости 20-30 градусов
- гетинакс листовой
- пластиковая бутылка зелённого цвета
- прозрачная термоусадочная трубка
- эмалированный провод
- канифоль
- припой
Как изготовить светодиодную ленту своими руками
1. Разрезаем гетинакс листовой на полоски шириной 10мм.
2. Вырезаем из пластиковой бутылки полоски такой же ширины, как и гетинакс. Насверливаем отверстий в гетинаксе под светодиоды диаметром 5мм. В нашей полоске длиной 0,5м было просверлено 16 отверстий.
3. Вставляем светодиоды в отверстия и спаиваем по 4 светодиода в одну цепь, рассчитанную на 12 В.
4. Спаиваем4 цепочки в общую параллельную цепь при помощи эмалированного провода.
5. Перед тем как на сделанную полосу надеть термоусадочную трубку, 12-вольтовым напряжением проверяем работоспособность светодиодов.
6. Надеваем термоусадочную трубку.
7. Строительным феном аккуратно прогреваем трубку до её усадки.
8. Светодиодная лента готова к работе.
Давно что-то я не делал обзор про самоделки. Решил смастерить ещё одну светодиодную лампочку (в дополнение к моим предыдущим). Критерии всё те же:
- Малые финансовые и трудовые затраты в изготовлении.
- Должна быть такой, чтобы не было желания или возможности своровать (хотя это относительно).
- Должна быть надёжной в работе.
Кому интересно, заходим.
Эту светодиодную ленту я заказал по акции, что была на Муське. Думаю, что заказали многие. Я заказал специально на эксперименты. Вот не так давно получил. Обошлась недорого.
Стандартный полиэтиленовый пакет.
Всё было упаковано по высшему классу.
На упаковке никакой толковой информации нет.
Сразу проверил на работоспособность.
С обеих сторон ленты по два провода для подключения 12В. Белый - плюс, чёрный – минус.
Пересчитал. Ровно 300шт. 4,95м.
Снова подключил.
Лента собрана из светодиодов SMD3528 (0,06Вт 20мА 4-8 люмен).
Подсветил на разных токах.
Лента собрана из параллельно подключенных блоков. Всего 100. Схема каждого примитивно проста.
Решил проверить заявленные характеристики. Если подать 11 В ток потребления 0,66 А.
Увеличил напряжение до 12 В. Ток вырос до 0,88 А.
Увеличил напряжение до 13 В. Ток увеличился до 1,14 А. Но так и не достиг обещанных 2 А.
Понимая, что дорожки слишком тонкие. И на них много теряется. Подключился с обеих сторон.
Напряжение→Ток при подключении с одной стороны→Ток при подключении с обеих сторон.
10,0 V→0,42 A→0,64 A
10,5 V→0,54 A→0,83 A
11,0 V→0,66 A→1,03 A
11,5 V→0,76 A→1,17 A
12,0 V→0,88 A→1,42 A
12,5 V→1,01 A→1,60 A
13,0 V→1,13 A→1,83 A
При подключении с обеих сторон ток значительно возрастает, но всё равно не достигает 2 А. В принципе для меня это не важно. Просто выложил информацию, которая может кому-то пригодиться.
Буду делать лампочку.
Принцип простой: чем дешевле и проще, тем надёжнее. Драйвер будет самодельный на балластных конденсаторах. Для этого понадобится минимум деталей: несколько кусков светодиодной ленты, конденсатор балласта 0,82 мкФ*400 В, конденсатор фильтра 10 мкФ*400 В, 4 выпрямительных диода (практически любые с обратным напряжением не менее 400 В, можно и КД105).
В качестве донора использую баллон от дезодоранта и цоколь от неисправной люминесцентной лампочки («энергосберегайки»).
Корпус баллона полностью алюминиевый. Будет хорошим радиатором для светодиодов.
Баллон придётся вскрыть. В детстве эту операцию проделывал не единожды. Правда, то были баллоны из-под дихлофоса.
Радует, что и выемки совпали.
Попадание идеальное. Всё, что потребуется, собрал в кучу.
Сначала подготовительные операции.
Балластный кодёр вставляю и впаиваю внутрь цоколя. Цоколь изолирован. Замыкание исключено.
Затем припаиваю выпрямительный мост с электролитом.
Электролит попадает ровно внутрь баллона. Сидит жёстко. Здесь замыкания тоже исключены.
Но кто переживает, может перестраховаться при помощи термоусадки.
Осталось приклеить светодиоды. От ленты отрезал 14 кусков по 2 блока в каждом.
В ленте они соединены параллельно, а мне потребуется последовательное соединение.
Под места пайки я подложил двусторонний скотч. Будет дополнительной изоляцией. Соседние блоки соединяю последовательно.
В качестве драйвера будет схема на конденсаторах. По мне это самое простое, надёжное и экономичное решение. Кстати, я могу поднять мощность своей лампочки, могу опустить, если не устраивает (в общем, подобрать ту, которая нужна). Дайте только паяльник и минут десять времени. О всех плюсах и минусах подобных схем я уже писАл неоднократно.
Для тех, кого по каким-либо причинам не устраивает балластный драйвер, можно купить готовый полноценный. Но это дополнительные финансовые затраты. Надёжность работы у них тоже ниже. В балластном портится нЕчему.
Стандартная схема китайского драйвера с небольшими изменениями. Сами блоки я рисовать не стал, они абсолютно одинаковые, схема есть в начале обзора. Использовал 28 блоков последовательно-параллельного соединения (в 2 параллели).
Для тех, кто не хочет сам паять драйвер, можно взять его из неисправной китайской лампочки.
Для пущей надёжности и электробезопасности некоторые места можно прокрасить лаком для ногтей.
Баллон прикрепил к цоколю при помощи двух саморезов. Вкрутить саморезы в алюминиевый корпус лампочки не составляет никаких проблем.
По размерам лампочка получилась немаленькая.
И с биоэффектом:) При работе излучает остатки дезодоранта в виде приятного (для всех по-разному) запаха.
Немного страшненькая, но это условие номер два.
И небольшой совет для «юных поджигателей». Лично я подобные самоделки проверяю сначала через малые ёмкости. Включаю последовательно через ёмкость около 10.000пФ. Этого достаточно, чтобы самоделка засветилась. В то же время защитит от сильного «БАХ» при неправильном монтаже.
Ну а теперь проверю мощность полученной лампочки.
При напряжении в сети 224 В потребляет 4,3 Вт. При другом напряжении в сети мощность немного изменится.
Светодиодная лента рассчитана на работу от напряжения 12 В. Поэтому в ней натыкана куча сопротивлений для ограничения тока. А у меня токовый драйвер (балластная схема является токовым драйвером). Эти сопротивления расходуют полезную энергию (не менее 0,6 Вт впустую). Для эффективной работы часть сопротивлений лучше перемкнуть. Можно оставить пару, не более (по одному в каждой параллели).
Сравнил свою самоделку с китайской лампочкой. Потребляемая мощность практически одинаковая.
Как вы думаете, температура светодиодов которой из них будет выше во время работы?..
Пульсации абсолютно не беспокоят. Но решил поберечь светодиоды. Спокойный режим для них предпочтительнее. Именно поэтому поставил кондёр-фильтр на 10мкФ.
И всё же посмотрим пульсации. Уж очень много скептиков. Ну не доверяют они таким драйверам. И оптимистов, которые слишком им доверяют. Только факты.
Величину пульсаций считаю по формуле из ГОСТа.
У меня получилось около 9,5%. Для читального зала это много. Для лестничной площадки пофиг.
Яркость моей светодиодной лампочки соответствует лампе накаливания 30-40Вт, для лестничной площадки этого должно хватить. Это лучше, чем не горит совсем.
Изготовление самоделки заняло с полдня. Думал, что справлюсь быстрее. Но руки делают гораздо медленнее, чем работают мысли.
Написание обзора отняло гораздо больше времени.
В заключение немного повторюсь: паять и клепать лампочки - занятие неблагодарное, хотя и интересное. Заводская пайка конечно же надёжней. Гораздо проще пристроить какую-нибудь готовую светодиодную лампочку. Но самоделки работают намного надёжнее. А если руки чешутся – вообще никто не остановит!
По поводу самой ленты. Для изготовления лампочек по описанному принципу она слабовата. Максимальная мощность каждого светодиода всего 0,06 Вт. Больше годится для оформления витрин и чего-то подобного.
И самое главное.
Эта лампочка не имеет гальванической развязки с электрической сетью. Она должна быть ОБЯЗАТЕЛЬНО закрыта плафоном.
И если вы не уверены, что выключатель отключает фазу, а не ноль (так тоже бывает), то вкручивать/выкручивать её нужно в перчатках, соблюдая все меры предосторожности.
На этом ВСЁ!
Удачи всем!
К электрической сети через розетку, для использования такого аксессуара будет необходим индивидуальный блок питания.
Связано это с одним единственным фактором – напряжение, которое использует лента в процессе функционирования, отличается от стандартного домашнего, равного 220 В.
Соответственно, если подключить ее напрямую в домашнюю розетку, неважно какого образца, она просто выведет из строя всю электросеть.
По потребляемому напряжению ленты делятся на несколько типов:
- Имеющие рабочее напряжение 12 В.
- Имеющие рабочее напряжение 24 В.
- Имеющие рабочее напряжение 36 В.
В зависимости от разновидности товара, ему потребуется соответствующий блок питания с мощностью 12 В, 24 В или 36 В. Основное их назначение заключается в том, чтобы понизить уровень напряжения до того уровня, который требуется установленным .
Модели 24 В, хотя и присутствуют на рынке, все же являются большой редкостью, гораздо более распространен вариант 12 В и блоки питания подходящие индивидуально под него. Ленты 36 В появились не так давно и пока нет никаких положительных тенденций в их распространении.
Устройство
Самый базовый вариант блока питания 12 В для выполнения своей первоочередной функции – преобразования напряжения, должен иметь следующее устройство:
- Понижающий , который имеет подходящую для поставленных целей мощность.
- Диодный мост , в состав которого обычно входят 4 идентичных друг другу светодиода, выполняющие задачи устройства, изменяющего переменное напряжение на постоянное.
- Конденсатор , обеспечивающий отсутствие провалов. Различаются по своей емкости, и чем этот показатель выше, тем предпочтительнее конденсатор. Выполняет роль сетевого фильтра и подавляет все помехи, которые образуются в сети. Если уровень помех слишком высок, то используется полупроводниковый элемент – варистор.
- Защитный корпус , внутрь которого убраны все перечисленные устройства, входящие в состав блока питания.
Виды
При выборе подходящего элемента питания для светодиодных лент, необходимо учитывать, что существует несколько разновидностей, различающихся по своим характеристикам:
Трансформаторные блоки
Главным элементом устройства которых является одноименный элемент. Трансформатор в данном случае должен быть понижающим, чтобы преобразовывать напряжение 220 В до нужного уровня. Уже преобразованное напряжение, необходимое для функционирования ленты, поступает на выпрямитель.
Пульсирующее напряжение подается на конденсаторы сетевого фильтра и дроссель, после чего поступает на стабилизирующую схему. В итоге, на выходе из блока образуется постоянный ток.
Основным преимуществом такого механизма перед остальными аналогами является его возможность не выходить из строя в режиме холостого хода и простая схема с несложной сетевой развязкой. При этом, он обладает и целым рядом минусов, таких как значительная масса, низкий уровень КПД и повышенная чувствительность к перегрузкам напряжения.
Импульсные
В них также находится трансформатор , но благодаря осуществлению работы на более высоких частотах, это позволило в значительной мере сократить его габариты, а следовательно, и массу.
Главным недостатком этого варианта является то, что он сохранил другой минус трансформаторного варианта – повышенную чувствительность, к которой добавилась еще и возможность поломки устройства при функционировании в режиме холостого хода.
Расчет мощности
При осуществлении покупки, необходимо ориентироваться на особенности и параметры светодиодной ленты, для которой будет задействован выбираемый блок питания.
Основными факторами, оказывающими влияние на выбор, являются:
- Необходимая мощность.
- Номинальное напряжение.
При этом, различным лентам требуется разное количество напряжения, которое они потребляют, этот показатель напрямую зависит от числа вмонтированных в них диодов. Для того, чтобы унифицировать соответствующий расчет и сделать его проще, традиционно берется принятое значение номинальной мощности метровой ленты.
Чтобы источник питания был выбран правильно с учетом параметров самого аксессуара, необходимо перемножить между собой названное номинальное значение и общую протяженность ленты в метрах.
Для наглядности можно рассмотреть пример с расчетом мощности на любой светодиодной ленте.
Предположим, что в наличии имеется аксессуар со следующими характеристиками:
- 40 вмонтированных на каждый ее метр диодов.
- Реализация осуществляется только 5-метровыми бобинами.
- Значение рабочего напряжения равняется стандартному показателю, то есть 12 В.
Номинальное значение мощности для указанной разновидности равно значению 4,8 Вт/м. Методом простого расчета можем получить мощность всего устройства: 4,8 х 5 = 24 Вт.
Блок питания своими руками
схема ленты на 20 ячеек, для её сборки необходим: трансформатор на 1А, 12W; диодный мост с конденсатором; микросхема для радиатора (подойдет 7812)
Источник, для обеспечения устройства питанием, необязательно покупать в магазине в готовом виде, его вполне можно создать собственными руками, если придерживаться следующего алгоритма действий:
- Подобрать 4 диода – подойдут абсолютно любые разновидности, поскольку напряжение на них будет поступать совсем невысокое.
- Подобрать конденсатор , к нему предъявляется только одно требование – напряжение не менее 25 В. Не стоит опасаться выбора устройства со слишком завышенным параметром, поскольку при выходе из блока постоянный ток всегда имеет строго фиксированное значение.
- Диоды скручиваются или спаиваются друг с другом парами, при этом, важно, чтобы места контакта имели различную полярность. Определить это просто: сторона с нарисованной полоской является положительной, а пустой стороне без полоски соответствует отрицательное значение.
- Затем необходимо соединить между собой обе спаянные пары диодов, только теперь по обратному принципу: в точке соприкосновения должна встретиться сторона с положительной полярностью одного элемента с аналогичной стороной второй пары. Соответственно, с другой стороны соединяются части спаек с отрицательной полярностью. В итоге, получается небольшой элемент квадратной формы – это так называемый диодный мост.
- Соединяем 2 вывода из трансформатора с диодным мостом , причем точками соприкосновения в обоих случаях должны стать контакты с комбинированным значением «плюс-минус», а контакты с исключительно отрицательной или положительной полярностью, созданные на последнем этапе формирования моста, должны оставаться свободными.
- На данном этапе происходит подключение к мосту конденсатора. Здесь необходимо учитывать, что полярность в сетевом фильтре имеет иное обозначение: отметка «-» традиционно обозначает сторону с отрицательной полярностью, соответственно, сторона без каких-либо обозначений является положительной. Подключение к мосту происходит следующим образом: положительный контакт конденсатора подсоединяется к оставшейся свободной стороне с положительной полярностью, также отрицательный контакт подсоединяется к стороне соответствующей полярности.
- На этом этапе потребуется несколько проводов различающихся цветом. Обычно для отрицательной полярности используется синий цвет, а для положительной красный, но это правило не является незыблемым, провода можно подобрать по своему усмотрению или, исходя из того, что имеется в наличие. В случае необходимости можно даже задействовать одинаковый цвет для обеих полярностей просто сделав на одном из проводов соответствующую пометку в виде узелка или нарубки.
- Красный провод необходимо припаять к выводу диодного моста, который обладает положительной полярностью, туда же, где располагается положительный вывод сетевого фильтра. Синий провод точно также должен быть припаян к отрицательному выводу моста.
- Базовое устройство для блока питания 12 В на этом считается завершенным. При желании можно проверить уровень напряжения. Даже в случае возникновения каких-либо погрешностей или появления слишком высоких показателей, не стоит волноваться, при постоянной нагрузке вместо холостой работы устройство начнет выдавать положенное ему напряжение. Однако те, кто хочет достичь максимальной точности в параметрах, связанных с напряжением, могут оборудовать полученный блок дополнительным стабилизатором.
- Готовое устройство можно убрать в корпус, после чего оно полностью готово к эксплуатации.
Как правильно выбрать?
Поэтому при осуществлении выбора необходимо опираться на следующие правила:
- Целевая направленность ленты , от которой будет зависеть необходимость защиты от влажности и герметичность блока питания. Для монтажа в ванных комнатах или на , где не исключено попадание влаги в устройство или его элементы, необходимо выбирать систему с умеренной защитой. Если же ленту предполагается использовать в уличных условиях, то в обязательном порядке требуется модель с полной защитой от влаги и, соответственно, герметичный блок питания.
- Точно определить необходимую мощность источника энергии. Кстати, именно этот фактор во многом и определяет итоговую цену устройства. Определить необходимый параметр довольно просто: потребляемая лентой мощность перемножается на ее метраж, полученный показатель увеличивается на 25%, поскольку блоку потребуется еще и определенный резерв. Данным расчетом вычисляется мощность, которой должен обладать блок питания.
- Рабочее напряжение блока должно соответствовать аналогичному параметру светодиодной ленты. Хотя данный аксессуар по большей части представлен на рынке моделями 12 В, редко, но встречаются устройства 24 В, а с недавних пор появились отдельные ленты с рабочим напряжением 36 В.
Обзор моделей
Учитывая широкий ассортимент блоков питания, предлагаемый рынком на сегодняшний день, а данный товар отличается не только разновидностями, но также характеристиками и производителями, в нем очень легко запутаться.
Для того, чтобы упростить процесс выбора, предлагается обратить внимание на наиболее популярные сегодня модели:
Блок питания DR-75W
Изготавливается фирмой Brille , его основное предназначение – это преобразование напряжения 220 Вв 12 В на выходе, что делает его совместимым с большинством современных моделей светодиодных лент в домашних условиях.
Среди других преимуществ – это встроенная система защиты от возникновения возможных перегрузок и короткого замыкания. Корпус отличается прочностью и непроницаемостью, что обеспечивает внутреннюю защиту от пыли.
В среднем, цена на такую модель составляет 3000-3200 рублей.
Отечественные блоки питания из серии «Моллюск»
Станут идеальным вариантом, если светодиодную ленту предполагается эксплуатировать на улице. Именно для таких условий и были разработаны «Моллюски», поэтому они не только полностью герметичны и обладают максимальной защитой от влаги, но и весьма стойки к перепадам температуры.
Например, если производители стандартных источников гарантирует их функционирование при температуре окружающей среды не выше +25-35°C, то у «Моллюсков» планка этого показателя поднята до +40°C. Все модели отличаются малыми габаритами и их при необходимости можно вмонтировать в защитные кожухи-чехлы, которые обеспечат дополнительный уровень защиты.
Также, имеют дополнительную систему безопасности, снижающую вероятность получения удара электрическим током при неосторожном использовании, а стандартные предохранители заменены на электронную систему защиты от перегрузок и перепадов напряжения.
Цена на них варьируется в диапазоне 600-2500 рублей.
Светодиодную ленту на 12 В можно подключить к сети переменного тока 220 В множеством способов. Но правильное решение всего одно – это подключение через блок питания (БП) с функцией стабилизации напряжения. БП можно сконструировать своими руками, но для большинства это неподходящий вариант. В данной статье рассмотрим подробно, как подобрать блок питания для светодиодной ленты на 12 вольт в любом специализированном магазине электроники.
Забегая вперед, хочется отметить, что обычно сделать правильный выбор несложно – достаточно узнать о существующих моделях и сделать пару простых расчетов. Но обо всем по порядку.
Виды
Блоки питания для светодиодных лент с питанием от 12 вольт не имеют единой классификации, но все их условно можно разделить исходя из технических, конструктивных и функциональных особенностей. Рассмотрим этот момент более детально.
Вариант исполнения
Негерметичный блок питания представляет собой конструкцию открытого типа, чаще в перфорированном стальном корпусе. В таком исполнении все элементы печатной платы прекрасно охлаждаются естественным путём. Открытый БП для светодиодной ленты имеет наибольшие габариты, поэтому требует достаточно много места для монтажа. Однако этот недостаток не влияет на работу и является следствием применения недорогих радиодеталей большего размера с низкой плотностью монтажа. Положительным моментом негерметичных блоков питания с выходным напряжением 12 В является возможность их выбора в широком диапазоне выходных мощностей от 6 до 400 Вт.
Полугерметичный источник питания (ИП) для светодиодной ленты защищен от мелких посторонних предметов и изготавливается в корпусе из пластмассы или пластика. При равных соотношениях мощностей, полугерметичный БП обладает меньшими габаритами, чем его аналог в открытом исполнении. Минимальный порог мощности, отдаваемой в нагрузку, составляет примерно 60 Вт, так как выпускать маломощные устройства экономически нецелесообразно.
Сетевой адаптер является разновидностью полугерметичных блоков питаний, отличающийся форм-фактором. По внешнему виду он очень похож на зарядное устройство для мобильного телефона. Минусом является то, что компактный размер корпуса ограничивает нагрузочную способность в подключении светодиодной ленты на отметке в 2 А (24 Вт).
Герметичный блок питания имеет сразу несколько положительных аспектов. Корпус, выполненный из качественного материала, который защищает начинку устройства от любого воздействия внешней среды. Его размеры соизмеримы с полугерметичным вариантом исполнения. Источники напряжения на 12 В с отдачей в нагрузку не более 36 Вт могут выпускаться в герметичном пластмассовом корпусе. Корпуса более мощных моделей делают из сплавов алюминия. Алюминиевый корпус дополнительно выполняет функцию радиатора для силовых элементов схемы блока питания.
Степень защиты от влаги и пыли
Любой промышленно выпускаемый корпус для электрического оборудования проходит тест на возможное проникновение внутрь твердых предметов и влаги по утвержденным международным стандартам. В результате устройству присваивается определенная степень защиты (сокращенно IPxx, где xx – это двузначное число), которая определяет возможные допустимые условия его эксплуатации.
Уровень защиты по стандарту IP является обязательной характеристикой блоков питания для светодиодной ленты, так как этот параметр указывает на допустимые условия эксплуатации и является одним из ключевых при выборе изделия. Рассмотрим три наиболее распространенных степени защиты блоков питания для LED-лент с напряжением питания 12 вольт:
- IP 20, источник питания имеющий открытый тип корпуса. Элементы схемы защищены металлическим кожухом с отверстиями диаметром не менее 12,5 мм. Электрическая схема хорошо защищена от прикосновений пальцев и крупных предметов, защита от воды и мелких предметов отсутствует.
- IP 54 блок питания для светодиодной ленты на 12 В с частичной герметизацией. Имеет полную защиту от контакта с предметами и частично с пылью. Брызги воды любой направленности не способны проникнуть внутрь устройства.
- IP67 или IP68. Изделия в герметичном корпусе с полной защитой от пыли. В первом варианте допускается кратковременное погружение в воду, во втором устройство может длительно работать под водой. Обычно применяются в подсветке с помощью светодиодных лент на улице.
Выбирая источник питания нужно помнить: чем выше IP-защита, тем дороже изделие. Если необходимости в защите от влаги и пыли нет, рекомендуется выбрать блок питания с IP20.
Особенности схемотехники БП
По принципу действия все блоки питания делятся на 3 вида: линейные, импульсные и бестрансформаторные (ниже представлено по одному варианту их схем). БП линейного типа, как изобретение прошлого века, активно применялись до появления импульсных источников питания. Их схема предельно проста: понижающий трансформатор, выпрямитель, фильтр и интегральный стабилизатор.
Изготовленные с приличным запасом прочности, они выдерживают перегрузки и длительно работают на холостом ходу. Но громоздкий и дорогой трансформатор большой массы в тандеме с низким КПД натолкнули ученых на создание импульсных блоков питания.
Импульсный блок питания для светоизлучающей LED-ленты на 12 В схемотехнически немного сложнее, но выгодно отличается высоким КПД, малым весом и компактными размерами.
Единственный серьёзный недостаток – это запрет на включение без нагрузки. В этом режиме большая вероятность выхода из строя силового транзистора. Но эта проблема уже решена путем введения обратной связи. В результате на холостом ходу выходное напряжение не выходит за рамки допустимого значения.
Блоки бестрансформаторного типа – практически не применяются для питания светодиодных лент. В них сетевое напряжение 220 В понижается с помощью RC-цепочки с дальнейшей стабилизацией.
Несмотря на то что это самый дешевый способ получения напряжения нужного уровня, он ещё и самый опасный. Бестрансформаторные источники не имеют гальванической развязки с сетью. Это свидетельствует о невидимом присутствии высокого потенциала на всех элементах электрической цепи. По этой причине они не продаются отдельно, а являются составной частью электронных устройств, например, дешевых светодиодных ламп.
Дополнительные функции
Сегодня на рынке можно встретить блоки питания с самыми разнообразными дополнительными функциями: от простого индикатора напряжения на светодиоде, до дистанционного управления напряжением. В одних случаях дополнения могут быть очень кстати, в других – совершенно бесполезны. Перед выбором изделия рекомендуется четко определиться с требованиями и функциями изделия.
Расчет мощности блока питания
В некоторых случаях расчет БП для светодиодной ленты попросту не требуется. К примеру, если требуется подключить 1 метр светодиодной ленты на SMD светодиодах 3528 с питанием от 12 вольт. Рассчитывать нечего – подойдет любой источник питания со стабильным выходным напряжением 12 В. Если же идет речь о боле мощной нагрузки, то тут уже придется немного «повозиться» с цифрами.
Мощность блока питания подбирается, отталкиваясь от максимальной длины и мощности потребления одного метра LED-ленты. Чтобы упростить задачу с расчетом мощности, предлагаем воспользоваться справочными данными в таблице ниже.
Так как рассчитать блок питания для светодиодной ленты? Произвести расчет можно самостоятельно по формуле P общ. = P отр. × L × 30%. В данной формуле P отр. – потребляемая мощность 1 метра LED-ленты, L – полная длинна отрезка, 30% - запас мощности.
Пример расчета. Допустим, необходимо рассчитать мощность БП для трёхметрового отрезка светодиодной ленты с плотностью LED-чипов 60 штук в 1 метре. Отрезок длиною в 1 метр потребляет 4,8 Вт, следовательно, 3 метра будут потреблять 14,4 Вт. Если приобрести блок питания близкой к расчетной мощности, то он будет работать на пределе и прослужит недолго. Поэтому полученный результат должен быть дополнительно увеличен минимум на 30%. В нашем случае получится 18,7 Вт, что соответствует ближайшему стандартному значению в 20 Ватт.
Средняя стоимость
Есть четыре основных определяющих момента, от которых зависит стоимость блока питания для светодиодной ленты:
- мощность;
- вариант исполнения;
- наличие дополнительных функций;
- производитель.
Сегодня, средняя стоимость устройства на 36 Вт в открытом исполнении – 400 р., в герметичном – 900 р. За аналогичную продукцию в 150 Вт придется заплатить около 800 р. и 3500 р. соответственно.
Полугерметичные блоки примерно на 30% дороже негерметичных. Причем наличие активного охлаждения в некоторых моделях не сильно влияет на цену (видимо из-за шума вентилятора).
Приведенные цены являются средними по России.
Выбор источника питания светодиодной ленты на 12 вольт европейского бренда с мировым именем – это большой плюс, но дорого и не всегда оправдано. Китайские компании, известные во всем мире, выпускают вполне надёжные устройства по доступной цене. Для большинства случаев – это подходящий вариант по приемлемой стоимости. Совершать покупку лучше в местном магазине с гарантией или через интернет на одном из популярных магазинов. Не рекомендуется заказывать БП на 12 В напрямую из Китая. Такая экономия, как правило, обернется в лучшем случае низким качеством сборки.
Читайте так же